Анализ приемов обработки, повышающих уровень сжимающих напряжений в процессах холодной осадки и прессования магния тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Замараева Юлия Валентиновна

• Замараева Юлия Валентиновна
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Замараева Юлия Валентиновна

ВВЕДЕНИЕ

1 ПАТЕНТНО-ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

1.1 Свойства, сферы применения и особенности деформации магния и его сплавов

1.2 Обзор способов пластической деформации магния и его сплавов

1.3 Компьютерное моделирование как средство выполнения расчетов задач обработки металлов давлением

1.4. Выводы и постановка задачи исследования

2 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ БОКОВОГО ПОДПОРА НА ПЛАСТИЧНОСТЬ МАГНИЯ ПРИ ХОЛОДНОЙ ОСАДКЕ

2.1 Оценка напряженно-деформированного состояния при осадке магниевой цилиндрической заготовки в медной оболочке

2.2 Разработка приемов сборки композиционной заготовки для осадки цилиндрической магниевой заготовки в медном пояске

2.3 Исследование процесса осадки цилиндрической магниевой заготовки в медной оболочке без ее обжатия

2.4 Выводы по главе

3 ИССЛЕДОВАНИЕ УГЛОВОГО ПРЕССОВАНИЯ МАГНИЯ ПРИ КОМНАТНОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ

3.1 Анализ напряженно-деформированного состояния и свойств полосы, полученной методом неравноканального углового прессования при комнатной температуре

3.2 Разработка схемы многоканального углового прессования с повышенными коэффициентами вытяжек

3.3 Выводы по главе

4 РАЗРАБОТКА ПРИЕМОВ ПРОИЗВОДСТВА ДЕТАЛЕЙ ИЗ МАГНИЯ С ГАРАНТИРУЕМЫМИ СРОКАМИ БИОЛОГИЧЕСКОГО И ХИМИЧЕСКОГО РАЗЛОЖЕНИЯ

4.1 Исследование напряженно-деформированного состояния при испытании магниевого шара, расположенного на кольцевой опоре и нагруженного гидростатическим давлением

4.2 Разработка способа изготовления шарового элемента клапана для буровых скважин

4.3 Использование метода обратного выдавливания для получения тонкостенных стаканов для биоразлагаемых стентов

4.4 Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

159

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Анализ приемов обработки, повышающих уровень сжимающих напряжений в процессах холодной осадки и прессования магния»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Магний и его сплавы являются перспективными материалами для применения в области авиации, ракетно-космической техники, автомобилестроении, медицине и нефтяной промышленности.

Большое внимание направлено на рассматриваемую в данной работе холодную деформацию магния, которая имеет ряд преимуществ перед горячей.

В ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет имени первого президента Б.Н. Ельцина» (далее УрФУ) совместно с Институтом физики металлов имени М.Н. Михеева Уральского отделения РАН (далее ИФМ УрО РАН) в настоящее время осуществляется разработка способов холодной деформации магния в условиях наложения высокого уровня напряжений сжатия и исследование свойств полученных изделий. В связи этим появилась необходимость в новых решениях краевых задач механики деформируемого тела, по результатам которых возможна оценка напряженно-деформированного состояния, температурного поля изделия в технологическом процессе, с возможностью сопоставления полученных результатов со свойствами реального продукта. Также появилась необходимость в разработке новых способов холодной деформации магния, с постановкой краевых задач посредством компьютерного моделирования, что позволило бы получить больший объем информации, рассмотреть и сопоставить большее количество альтернативных схем деформации, предотвратить появление дефектов и спрогнозировать качество изделия до того, как будет изготовлен инструмент. В связи с этим тема исследования, направленного на получение сведений из области деформации магния и разработку новых способов его деформации, является актуальной.

Степень разработанности темы. В ранее выполненных работах содержатся результаты экспериментальных и теоретических исследований в основном горячей деформации магния и его сплавов, исследована структура и текстура изделий, полученных различными способами горячей деформации.

Однако в перечисленных работах не рассматривается напряженно -деформированное состояние металла в процессах холодной деформации. В малой степени изучены процессы холодной деформации. Это обусловлено тем, что сам магний обладает низкой пластичностью. Сделана ставка на повышение пластичности за счет нагрева, при этом упуская из виду, что при нагреве в отличие от алюминия магний склонен к газонасыщению и потере механических свойств.

Целью работы является определение рациональных параметров формоизменения магния в условиях холодной деформации.

Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи:

1. Создать компьютерные модели процессов холодной деформации магния с использованием метода конечных элементов и провести моделирование в программном комплексе DEFORM-2D/DEFORM-3D/ABAQUS.

2. Провести анализ напряженно-деформированного состояния металла посредством компьютерного моделирования.

3. Получить закономерности формоизменения металла в различных условиях деформации, сравнить с экспериментальными данными.

4. Разработать новые способы холодной обработки магния, с предварительным их компьютерным моделированием.

Научная новизна работы заключается в определении рациональных параметров холодной деформации магния с применением приемов, повышающих уровень сжимающих напряжений. В том числе исследовано влияние оболочек различных форм и размеров на напряженно-деформированное состояние при холодной кузнечной осадке. Выполнен анализ напряженно-деформированного состояния при неравноканальном угловом многониточном прессовании магния. В результате расчетов сделано заключение о распределении деформаций при нагружении в тестовых испытаниях магниевого шара как саморастворяющегося элемента запорной арматуры скважины для нефтегазодобычи.

Теоретическая значимость работы заключается в установлении связей между видами и параметрами холодной деформации магния, приводящими к созданию условий получения заданных продуктов.

Практическая значимость работы состоит в создании приемов сборки композиционных заготовок для холодной осадки магния, в разработке новых устройств и способов холодной деформации магния, что подтверждается актом внедрения ИФМ УрО РАН.

Методология и методы исследования

В работе использован современный метод решения прикладных задач обработки металлов давлением - метод конечных элементов, реализованный в программном комплексе DEFORM и ABAQUS, ряд решений подвергнут экспериментальной проверке.

Положения, выносимые на защиту.

1. Влияние бокового подпора на пластичность магния при холодной кузнечной осадке.

2. Сравнительный анализ напряженно-деформированного состояния полосы посредством трехмерной компьютерной модели процесса холодного неравноканального углового прессования и свойств полосы, полученной аналогичным методом в условиях реального эксперимента.

3. Разработанная схема многоканального углового прессования с повышенными коэффициентами вытяжек, позволяющая получать не только плоские заготовки, но и заготовки равноосного сечения, в том числе круглого, квадратного и иных сечений.

4. Анализ напряженно-деформированного состояния при испытании магниевого шара, расположенного на кольцевой опоре и нагруженного гидростатическим давлением.

5. Разработанный способ изготовления шарового элемента клапана для буровых скважин, включающий изготовление оболочки из деградируемого материала (магния или магниевого сплава) и заполнение оболочки недеградируемым материалом (сталью).

6. Анализ результатов решения задачи холодного обратного выдавливания в программном комплексе DEFORM тонкостенных магниевых стаканов.

Степень достоверности результатов работы в экспериментальной части подтверждена применением современных средств измерений и методов статистической обработки полученных данных, сравнением с известными аналогами из технической литературы.

В теоретической части - экспериментальной проверкой результатов вычислительного эксперимента.

Апробация результатов работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах: XLV международная молодежная научная конференция «Гагаринские чтения», г. Москва, Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН, 2019; IV Международная молодежная научно-практическая конференция «Magnitogorsk rolling practice», г. Магнитогорск, Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, 2019; Юбилейная международная научно-практическая конференция "Современные инновации в области науки, технологий и интеграции знаний", г. Рудный, Рудненский индустриальный институт, 2019; IV Международная школа для молодежи "Материаловедение и металлофизика легких сплавов", г. Екатеринбург, Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина, 2019; Открытая школа-конференция стран СНГ «Ультрамелкозернистые и наноструктурные материалы», г. Уфа, Башкирский государственный университет, 2020; V международная молодежная научно-техническая конференция «Magnitogorsk rolling practice», г. Магнитогорск, Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, 2020; XLVII международная молодежная научная конференция «Гагаринские чтения», г. Москва, Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН, 2021; VII всероссийская научно-техническая конференция «Пром-инжиниринг», г. Москва, г. Челябинск, г. Новочеркасск, г. Волгоград, г. Сочи, Южно-Уральский Государственный Университет, 2021; Международная конференция «Физика и

технологии перспективных материалов-2021», Уфа, Башкирский государственный университет, 2021.

Основное содержание диссертационной работы изложено в 19 научных статьях, из них 5 опубликованы в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендуемых ВАК, 4 вошли в международные базы Scopus и Web of Science, а также в описании одного патента на изобретение.

Частично работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 20-38-90051.

1 ПАТЕНТНО-ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

1.1 Свойства, сферы применения и особенности деформации магния и его сплавов

Интерес к созданию и совершенствованию технологий обработки магния в мире увеличивается по мере освоения новых методов его извлечения из земной коры [1, 2, 3, 4]. В качестве примеров реализации таких методов можно упомянуть промышленную добычу магния из морской воды (Израиль, Мертвое море) и переработку техногенных отходов асбестового производства (Россия, Урал).

Магний и его сплавы имеют низкую плотность (данный материал легче стали и алюминиевых сплавов соответственно в 4,4 и 1,5 раза), высокую удельную прочность [5], а детали из магниевых сплавов отлично поглощают вибрацию. Коэффициент вибрационной прочности у них в 100 раз выше, чем у аналогичных элементов из алюминия, и в 20 раз больше, чем у стальных изделий. Кроме того, алюминиевые и стальные сплавы уступают магниевым по показателям удельной жесткости. Все это делает выгодным применение магния в области авиации, ракетно-космической техники и автомобилестроении при изготовлении деталей, подвергающихся поперечным и продольным изгибающим нагрузкам. Следует отметить, что в этих перспективных отраслях для магния в настоящее время исследования сосредоточены на снижении массы [6]. Например, по данным работы [7] уменьшение массы автомобиля на каждые 100 кг снижает расход топлива на 0,38 литра на 100 км и выбросы С02 на 8,7 г/км. Примеры применения магния включают компоненты кузова, шасси и интерьера, в том числе приборные панели, рулевые колеса, опоры двигателя, сиденья, раздаточные коробки и множество различных корпусов [8].

Магний и его сплавы привлекают большое внимание как перспективные материалы в области медицины из-за их хорошей биосовместимости и биоразлагаемости [9,10] для создания ортопедических имплантатов и элементов крепёжных конструкций, сердечно-сосудистых стентов и элементов скрепления тканей. Отметим, что биоразлагаемые металлы имеют преимущества перед

существующими биоразлагаемыми материалами, такими как полимеры, керамика или биоактивные стекла - в несущих конструкциях обладают более высокой прочностью на растяжение и значением модуля Юнга ближе к человеческой кости [11].

Сосудистые стенты из магния обычно служат временной опорой для суженных артериальных сосудов и постепенно разлагаются после полного ремоделирования сосудов [12]. Биоразлагаемые стенты обладают потенциалом преодоления таких побочных эффектов, как рестеноз и тромбоз внутри стента, которые часто возникают при использовании постоянных металлических стентов, например, из нержавеющей стали или сплава М-^ [13]. Кроме того, некоторые тесты на животных [14-15] и предварительные клинические испытания на людях [16-17] демонстрируют, что стенты из магния безопасны для человеческого организма. Винты из магния и его сплавов обеспечивают временную фиксацию при переломах [18-19]. Авторами работы [20] оценена возможность использования винта из чистого магния в качестве биоразлагаемого материала при клиническом лечении некроза головки бедренной кости.

Количество вариантов применения магния в качестве самоуничтожающегося материала в различных технологиях постоянно увеличивается. Это обусловлено высокой скоростью растворения магния в жидких средах, содержащих ионы хлора и других галогенов. В нефтедобыче магниевые шары выполняют роль клапанов, временно запирающих скважины и саморастворяющихся под воздействием бурильных растворов [21-22]. Активация процесса производится созданием перепада давления после посадки шара в седло муфты. Под необходимую скорость растворения идет подбор химических составов самих магниевых сплавов [23]. Растворимые шары применяются в технологии гидравлического разрыва пласта [24]. Гидравлический разрыв пласта (ГРП) - технология, основанная на формировании трещин в массивах газо-, нефте-, водонасыщенных и других горных породах, а также полезных ископаемых под действием подаваемой в них под давлением жидкости.

Магний как материал, имеющий гексагональную плотноупакованную (ГПУ) кристаллическую решетку, обладает ограниченным количеством плоскостей скольжения, в частности, режимы деформации в Mg включают внутризеренное дислокационное скольжение по базисной, призматической и пирамидальной плоскостям, а также двойникование [25]. Базисное скольжение и {102} <101> двойникование при растяжении - режимы деформации, которые могут быть легко активированы при комнатной температуре, однако их недостаточно для однородной пластической деформации. Призматическое и пирамидальное дислокационное скольжение, а также другие способы двойникования, по сравнению со скольжением базисных дислокаций, активировать труднее, что в совокупности приводит к пониженной пластичности магния при комнатной температуре [26,27,28,29].

Другой причиной низкой пластичности магния является сильная базисная текстура, такая как [0001] // нормальное направление (N0) в прокатанном листе или <100> // текстура направления выдавливания (ЕО), которая обычно создается во время термомеханической обработки. Сильная базисная текстура делает доступную базисную дислокацию скольжением еще более трудной для активации и работы, что приводит к низкой формуемости [25].

Для малопластичных металлов приходится разрабатывать специальные приемы повышения пластичности. В основном, усилия направлены на повышение уровня пластических свойств за счет повышения температуры, которая помогает активировать больше режимов деформации, включая скольжение по пирамидальным плоскостям кристаллической решетки [30,31]. Однако горячая пластическая деформация приводит к окислению поверхности полуфабрикатов из-за невысокой коррозионной стойкости магния, процессу газонасыщения металла и в его объеме [32], а также теряется эффект нагартовки металла, позволяющий увеличить прочностные свойства конечного продукта и увеличиваются затраты энергии на нагрев заготовок. Поэтому может иметь место такой подход, в котором обработка осуществляется в холодном состоянии, а пластичность увеличивается за счет повышения уровня сжимающих напряжений [33,34]. Как правило [34,36],

деформация в условиях высоких сжимающих напряжений предотвращает появление и развитие трещин в образце.

Как простейший вариант пластической обработки обычно применяется осадка, здесь пластичность магния иногда повышают за счет подпора со стороны обойм различного вида, охватывающих цилиндрическую заготовку из основного металла. Сама обойма является препятствием для пластического течения металла заготовки, что повышает уровень напряжений сжатия, в результате металл становится более пластичным [37,38].

Эффективной мерой для повышения пластичности магния и его сплавов является получение мелкозернистой (ультрамелкозернистой) структуры путем интенсивной пластической деформации (ИПД) при низких температурах [39,40,41]. Авторы исследований [42,43] предположили, что высокая пластичность магния при комнатной температуре достигается за счет возникновения зернограничного скольжения (ЗГС). В работе [44] был успешно обработан магниевый сплав 7К60 методом кручения под высоким давлением при комнатной температуре. За 5 витков кручение привело к равноосному зерну со средним размером менее 1 мкм, однородной микроструктуре с твердостью НУ-124 и сверхпластическому удлинению. Явление сверхпластичности также было выявлено в работе [45]. В частности, авторы выявили, что доминирующий режим деформации чистого магния сильно зависит от размера зерна: когда он уменьшается до порядка 1 мкм, основной режим деформации изменяется от скольжения дислокаций до скольжения между сгруппированными зернами, которое компенсируется вращением зерна и скольжением дислокаций. Эти согласованные процессы деформации и аккомодации откладывают возникновение локальной концентрации напряжений и значительно повышают пластичность чистого магния при комнатной температуре. Исследование авторов работы [46] направлено на выявление механизмов деформации сверхпластичности при сжатии при комнатной температуре в нанокристаллическом магнии, где в результате магний продемонстрировал деформацию сжатия > 120%. Испытания на сжатие при скоростях деформации от 10-4 до 10-1 с-1 показали чувствительность к скорости

деформации. В работе [47] проведено исследование возможности достижения сверхпластических свойств в листах магниевого сплава 7К60 с помощью ИПД путем сочетания традиционной экструзии, сжатия и последующей изотермической прокатки. В результате установлено, что данный технологический маршрут пригоден для достижения размера зерна 3,7 мкм, а листы с такой структурой демонстрируют превосходные сверхпластические свойства. При 250°С общее удлинение составляло 1330% при 1,4*10-4 с-1 и 1150% при 2,8*10-3 с-1. Относительное удлинение 417% было достигнуто при 275°С и 1,4*10-2 с-1, что соответствовало достижению сверхпластичности с высокой скоростью деформации.

Стремясь достичь высокого уровня деформации в холодном состоянии можно создать ее многопроходным накоплением деформации с небольшим обжатием за проход [48]. В исследовании [49] в качестве исходного материала выбраны горячекатаные проволоки из чистого магния (чистота: Mg > 99,98%) диаметром 2,0 мм. Проволока обрабатывалась последовательными проходами холодного волочения с относительным обжатием ~ 8% за проход. В результате была получена холоднотянутая проволока диаметром 0,625 мм. Авторы отметили, что переход от малоугловой границы зерен к большеугловой, а не прямое формирование большеугловой границы зерен, отражал непрерывный процесс динамической рекристаллизации при продолжающемся холодном волочении. Средний размер зерна составлял примерно до 3,1 мкм при 90% обжатии. Механические свойства проволоки значительно повышены, достигнут предел текучести 214,5 МПа и предел прочности 256,9 МПа, удлинение при этом составило около 9,5%.

Относительно недавно получил развитие в технологии обработки металлов давлением такой способ как равноканальное угловое прессование (РКУП) [50,51,52]. Суть процесса РКУП заключается в накапливании деформации посредством изменения направления пластического течения металла без изменения при этом исходной формы заготовки. В результате полученную

заготовку можно снова подвергать деформации в той же самой инструментальной оснастке.

Метод неравноканального углового прессования (НРКУП), где круглая заготовка помещается в полость контейнера, который снабжен щелевой матрицей, направляющей металл под углом 90о к оси прессования [53], по отношению к РКУП имеет тот недостаток, что полученную заготовку нельзя использовать для повторного прессования. Однако в данном случае появляется возможность изменить форму полученной заготовки в сторону приближения к форме готового продукта.

Часто для деформации магния применяется метод обратного выдавливания [54], который имеет схему напряженного состояния, благоприятную для создания условий повышенной пластичности.

Так же стоит подробнее рассмотреть такое явление в обработке магния как динамическая рекристаллизация (ДР) - особый вид рекристаллизации, происходящий при пластической деформации металлов при повышенных температурах, механизм разупрочнения, который восстанавливает пластичность материала, упрочненного деформацией. Большой объем экспериментальных исследований посвящен ДР поликристаллического магния, поскольку она оказывает решающее влияние на деформационное поведение этого материала при повышенных температурах [55]. Большинство промышленных деформируемых сплавов магния превращаются в полуфабрикаты путем горячей обработки, где ДР можно эффективно использовать как инструмент для управления текстурой и регулирования микроструктурой материала [56].

В работе [57] было исследовано рекристаллизационное поведение монокристаллов магния, подвергнутых плоско деформированному сжатию (ПДС) вдоль оси "с" при 200°С и 370°С, постоянной скорости деформации 10-3 с-1 и логарифмической деформации е = -1. Микроструктура образца, деформированного при 200°С, характеризовалась высокой плотностью двойников экстенсивного и компрессионного типа, а также двойников, образованных внутри первичных двойников в результате вторичного двойникования, при этом некоторые двойники

сжатия в образце были преобразованы в рекристаллизованные полосы, содержащие новые зерна. Во время деформации при 370°С механическое двойникование было менее интенсивным, чем при 200°С, и практически все двойники были преобразованы в рекристаллизованные макроскопические полосы. Механизм динамической рекристаллизации в полосах был идентифицирован как "непрерывный", основанный на интенсивном динамическом восстановлении с образованием новых зерен. Авторы отметили, что в случае деформации при 370°С рекристаллизованные полосы впервые были обнаружены при е = -0,09, а с увеличением деформации до е = -1 объем динамически рекристаллизованного материала в полосах увеличивался, при этом полосы становились шире. Также авторы отметили увеличение объемной доли новых зерен в двойниковом материале после ПДС при 370°, чем при 200°, поскольку рекристаллизация является термически активируемым процессом.

В работе [58] изучена корреляция пластической деформации и ДР в магниевом сплаве 7К60. Образцы деформировали одноосным сжатием при температуре 150^450° и скорости деформации 10-5^10-1 с-1. Авторами, исходя из эволюции дислокационной структуры, поведения напряжения течения и действия различных механизмов пластичности кристаллов, предложено в исследуемом диапазоне температур различать три режима, а именно низкотемпературный (ниже 200°), промежуточный (200^250°) и высокотемпературный (выше 250°). В исследовании акцент сделан на холодную обработку магния, поэтому подробнее рассмотрен низкотемпературный режим. Установлено, что при температурах ниже 200° действуют двойникование, базисное скольжение и дислокационное скольжение (а + с). Скольжение (а + с) способствовало образованию большеугловых границ и низкотемпературной динамической рекристаллизации. В результате авторы работы [58] пришли к заключительному выводу, что изменения в механизмах деформации вызывают изменения механизмов зарождения ДР.

Авторы работы [59] исследовали влияние температуры РКУП на поведение ДР чистого магния, а также возможность ее снижения для данного процесса, при сохранении накопленной деформации и пути деформации постоянными. Процесс

РКУП проведен по маршруту А до 8 проходов. Температуру РКУП понижали после определенных проходов стратегически, чтобы достичь трех различных температур: 200°, 150° и 27° в 8-м проходе. В результате авторами были сделаны следующие выводы: уменьшение размера зерна больше для большего снижения температуры деформации. Зерна со средневзвешенным размером 0,75 мкм получены после 8-го прохода РКУП при 27°С. Независимо от температуры 8-го прохода, обнаружено, что ~0,30 часть микроструктуры динамически рекристаллизовалась. Преобладающим механизмом рекристаллизации был непрерывный динамический возврат и рекристаллизация, приводящие к образованию мелких зерен с морфологией типа ожерелья. Прерывистая динамическая рекристаллизация (ПДР) редко происходила при РКУП на 8-м проходе при 200° и 150°. Несколько более мелких зерен ПДР можно было наблюдать после 8-го прохода РКУП при 27°. Повышение ПДР для случая 8-го прохода РКУП при 27° может быть связано со снижением призматической/пирамидальной активности и увеличением базисной активности при температуре окружающей среды.

1.2 Обзор способов пластической деформации магния и его сплавов 1.2.1 Способы деформации магния методом осадки

Как простейший вариант пластической обработки магния и его сплавов обычно применяется осадка. Здесь пластичность магния как малопластичного материала, с учетом того, что деформация материала вызывает в нем значительно меньшие повреждения, если она выполняется в условиях наложения высоких сжимающих напряжений, которые могут быть созданы внешним воздействием [60-63], в условиях пониженных температур деформации иногда повышают за счет подпора со стороны обойм различного вида, охватывающих цилиндрическую заготовку из основного металла. Сама обойма является препятствием для пластического течения металла заготовки, что повышает уровень напряжений сжатия, препятствующих его разрушению, в результате металл становится более

пластичным, а также обеспечивается более однородная проработка структуры [64,65].

В работе [66] исследован процесс традиционной холодной осадки (без применения оболочки) магния марки Мг90 по ГОСТ 804-93, в результате которого при относительном обжатии 6% наблюдали появление трещин на торцах и боковой поверхности образцов. Совместная холодная осадка магниевой заготовки в медной обойме позволила достигнуть относительного обжатия 49% без признаков разрушения. Авторами было установлено, что в конце процесса осадки сборки между заготовкой и обоймой может образоваться зазор, причиной которого является неравномерная деформация сборки в высотном и тангенциальном направлениях. Также в работе [66] были проведены эксперименты по холодной осадке магниевых образцов с использованием двух пуансонов, которые устанавливали в расточенные поверхности обоймы с обоих ее торцов. Такая схема осадки образца обеспечила расширение отверстия обоймы при более высоких значениях радиальных напряжений, возникающих в обойме. Соответственно, на боковой поверхности магниевого образца действовали большие значения давления бокового подпора. Способ деформации, предложенный авторами, может осуществляться за две операции. Конструктивная схема устройств для осадки образцов в обойме с использованием двух пуансонов приведена на рисунке 1.1.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Замараева Юлия Валентиновна, 2022 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Локшин М.З. Актуальные проблемы производства и переработки магния / М.З. Локшин, Г.С. Макаров // Цветные металлы. - 2006. - №5. - С. 45-54.

2. Стегнова И.С. Магний: перспективы производства и применения / И.С. Стегнова // Технология легких сплавов. - 2008. - №2. - С. 55-68.

3. Рохлин Л.Л. Актуальные проблемы металловедения и применения магниевых сплавов / Л.Л. Рохлин // Цветные металлы. - 2006. - №5. - С. 6266.

4. Musfirah A.H. Magnesium and aluminum alloys in automotive industry / A.H. Musfirah, A.G. Jaharah // Journal of Applied Sciences Research. - 2012. -Vol. 8, Iss. 10. - P. 4865-4875.

5. Alaneme K.K. Enhancing plastic deformability of Mg and its alloys — A review of traditional and nascent developments / К.К. Alaneme, Е.А. Okotete // Journal of Magnesium and Alloys. - 2017. - Vol. 5(4). - P. 460-475.

6. Pollock T.M. Weight Loss with Magnesium Alloys / T.M. Pollock // Science. - 2010. - Vol. 328, Iss. 5981. - P. 986-987.

7. Abbott T.B. Magnesium: industrial and research developments over the last 15 years / T.B. Abbott // Corrosion. - 2015. - Vol. 71, Iss. 2. - P. 120-127.

8. Joost W.J. Towards magnesium alloys for high-volume automotive applications / W.J.Joost, P.E. Krajewski // Scripta Materialia. - 2017. - Vol. 128. -P. 107-112.

9. Witte F. The history of biodegradable magnesium implants: A review / F. Witte // Acta Biomaterialia. - 2010. - Vol. 6, Iss. 5. - P. 1680-1692.

10. Zhao D. Current status on clinical applications of magnesium-based orthopaedic implants: A review from clinical translational perspective / D. Zhao [et al.] // Biomaterials. - 2017. - Vol. 112. - P. 287-302.

11. Witte F. Degradable biomaterials based on magnesium corrosion / F. Witte [et al.] // Current Opinion in Solid State and Materials Science. - 2008. - Vol. 12, Iss. 5-6. - P. 63-72.

12. Hermawan H. Developments in metallic biodegradable stents / H. Hermawan, D. Dube, D. Mantovani // Acta Biomaterialia. - 2010. - Vol. 6, Iss. 5. -P. 1693-1697.

13. Mani G. Coronary stents: A materials perspective / G. Mani [et al.] // Biomaterials. - 2007. - Vol. 28, Iss. 9. - P. 1689-1710.

14. Heublein B. Biocorrosion of magnesium alloys: A new principle in cardiovascular implant technology? / B. Heublein [et al.] // Heart. - 2003. - Vol. 89, Iss. 6. - P. 651-656.

15. Waksman R. Safety and efficacy of bioabsorbable magnesium alloy stents in porcine coronary arteries (Review) / R. Waksman [et al.] // Catheterization and Cardiovascular Interventions. - 2006. - Vol. 68, Issue 4. - P.607-617.

16. Zartner P. First successful implantation of a biodegradable metal stent into the left pulmonary artery of a preterm baby / P. Zartner [et al.] // Catheterization and Cardiovascular Interventions. - 2005. - Vol. 66, Iss. 4. - P. 590-594.

17. Haude M. Safety and performance of the drug-eluting absorbable metal scaffold (DREAMS) in patients with de-novo coronary lesions: 12 month results of the prospective, multicentre, first-in-man BIOSOLVE-I trial / M. Haude [et al.] // The Lancet. - 2013. - Vol. 381, Iss. 9869. - P. 836-844.

18. Wang J. Magnesium alloy based interference screw developed for ACL reconstruction attenuates peri-tunnel bone loss in rabbits / J. Wang [et al.] //, Biomaterials. - 2018. - Vol. 157. - P. 86-97.

19. Song B. Biomechanical comparison of pure magnesium interference screw and polylactic acid polymer interference screw in anterior cruciate ligament reconstruction - A cadaveric experimental study / B. Song [et al.] // Journal of Orthopaedic Translation. - 2017. - Vol. 8. - P. 32-39.

20. Chen L. Treatment of trauma-induced femoral head necrosis with biodegradable pure Mg screw-fixed pedicle iliac bone flap / L. Chen [et al.] // Journal of Orthopaedic Translation. - 2019. - Vol. 17. - P. 133-137.

21. Zhang Y. A new type of degradable setting ball for fracturing packers / Y. Zhang [et al.] // Well Testing. - 2018. - Vol. 27, Iss. 2. - P. 53-58.

22. Zhang C. Effects of Fe concentration on microstructure and corrosion of Mg-6Al-1Zn-xFe alloys for fracturing balls applications / C. Zhang [et al.] // Journal of Materials Science and Technology. - 2019. - Vol. 35, Iss. 9. - P. 20862098.

23. Xiao D.H. Effects of alloying elements on microstructure and properties of magnesium alloys for tripling ball / D.H. Xiao [et al.] // Metallurgical and Materials Transactions A: Physical Metallurgy and Materials Science. - 2015. - Vol. 46, Iss. 10. - P. 4793-4803.

24. Пат. 2542095 Великобритания, МПК E21B33/12; E21B33/128; E21B34/06; C22C23/02; C22C23/04. Subterranean formation operations using degradable wellbore isolation devices / M.L. Fripp; Z.W. Walton; заявитель и патентообладатель Halliburton Energy Services Inc. - № 20170000605; заявл. 13.08.2015 ; опубл. 08.03.2017.

25. Polmear I. Light alloys: metallurgy of the light metals / I. Polmear, D. StJohn, J.-F. Nie, M. Qian. - Butterworth-Heinemann, 2017. - 526 с.

26. Song B. Twinning characteristic and variant selection in compression of a pre-side-rolled Mg alloy sheet / B. Song [et al.] // Materials Science and Engineering A. - 2014. - Vol. 614. - P. 106-115.

27. Barnett M.R. Influence of grain size on the compressive deformation of wrought Mg-3Al-1Zn / M.R. Barnett [et al.] // Acta Materialia. - 2004. - Vol. 52. - P. 5093-5103.

28. Nugmanov D.R. Structure of magnesium alloy MA14 after multistep isothermal forging and subsequent isothermal rolling / D.R. Nugmanov, O.Sh. Sitdikov, M.V. Markushev // The Physics of Metals and Metallography. - 2015. - Vol. 116. - P. 993-1001.

29. Chen W.Z. Yield strength behavior for rolled magnesium alloy sheets with texture variation / W.Z.Chen [et al.] // Materials Science and Engineering: A. - 2013. - Vol. 580. - P. 77-82.

30. Chapuis А. Temperature dependency of slip and twinning in plane strain compressed magnesium single crystals / A. Chapuis, J.H. Driver // Acta Materialia. - 2011. - Vol. 59, Iss. 5. - P. 1986-1994.

31. Cepeda-Jiménez С.М. Origin of the twinning to slip transition with grain size refinement, with decreasing strain rate and with increasing temperature in magnesium / C.M. Cepeda-Jiménez, J.M. Molina-Aldareguia, M.T. Pérez-Prado // Acta Materialia. - 2015. - Vol. 88. - P. 232-244.

32. Esmaily M. Fundamentals and advances in magnesium alloy corrosion / М. Esmaily [et al.] // Progress in Materials Science. - 2017. - Vol. 89. - P. 92193.

33. Каменецкий Б.И. Влияние условий бокового подпора на пластичность магния при холодной осадке / Б.И. Каменецкий, Ю.Н. Логинов,

H.А. Кругликов // Технология легких сплавов. - 2012. - № 1. - С. 86-92.

34. Каменецкий Б.И. Методы и устройства для повышения пластичности хрупких материалов при холодной осадке с боковым подпором / Б.И. Каменецкий, Ю.Н. Логинов, А.Ю. Волков // Заготовительные производства в машиностроении. - 2013. - № 9. - С. 15-22.

35. Qiao X.G. Hardening mechanism of commercially pure Mg processed by high pressure torsion at room temperature / X.G. Qiao [et al.] // Materials Science and Engineering A. - 2014. - Vol. 619. - P. 95-106.

36. Volkov A.Yu. Improving the mechanical properties of pure magnesium through cold hydrostatic extrusion and low-temperature annealing / A.Yu. Volkov,

I.V. Kliukin // Materials Science and Engineering A. - 2015. - Vol. 624. - P. 5660.

37. Chang L.L. Microstructure and mechanical properties in an AZ31 magnesium alloy sheet fabricated by asymmetric hot extrusion / L.L. Chang, Y.N.

Wang, X. Zhao, J.C. Huang // Materials Science and Engineering: A. - 2008. - Vol. 496, Iss. 1-2. - P. 512-516.

38. Pan F. An effective approach called the composite extrusion to improve the mechanical properties of AZ31 magnesium alloy sheets / F. Pan, Q. Wang, B. Jiang, J. He, Y. Chai, J. Xu // Materials Science and Engineering: A. - 2016. - Vol. 655. - P. 339-345.

39. Kim W.Y. Fabrication of ultrafine-grained Mg-3Al-1Zn magnesium alloy sheets using a continuous high-ratio differential speed rolling technique / W.Y.Kim, W.J.Kim // Materials Science and Engineering: A. - 2014. - Vol. 594. -P. 189-192.

40. Biswas S. Evolution of sub-micron grain size and weak texture in magnesium alloy Mg-3Al-0.4Mn by a modified multi-axial forging process / S. Biswas, S. Suwas // Scripta Materialia. - 2012. - Vol. 66, Iss. 2. - P. 89-92.

41. Somekawa H. Great room temperature stretch formability of finegrained Mg-Mn alloy / H. Somekawa, A. Kinoshita, A. Kato // Materials Science and Engineering: A. - 2017. - Vol. 697. - P. 217-223.

42. Somekawa H. Room temperature grain boundary sliding behavior of fine-grained Mg-Mn alloys / H. Somekawa, D.A. Basha, A. Singh // Materials Science and Engineering: A. - 2018. - Vol. 730. - P. 355-362.

43. Figueiredo R.B. Evidence for exceptional low temperature ductility in polycrystalline magnesium processed by severe plastic deformation / R.B. Figueiredo [et al.] // Acta Materialia. - 2017. - Vol. 122. - P. 322-331.

44. Torbati-Sarraf S.A. Properties of a ZK60 magnesium alloy processed by high-pressure torsion / S.A. Torbati-Sarraf, T.G. Langdon // Journal of Alloys and Compounds. - 2014. - Vol. 613. - P. 357-363.

45. Zeng Z. Deformation modes during room temperature tension of finegrained pure magnesium / Z. Zeng [et al.] // Acta Materialia. - 2021. - Vol. 206. -P. 116648.

46. Wang X. Revealing the deformation mechanisms for room-temperature compressive superplasticity in nanocrystalline magnesium / X. Wang // Materialia. - 2020. - Vol. 11. - P. 100731.

47. Galiyev A. Superplasticity in a magnesium alloy subjected to isothermal rolling / A. Galiyev, R. Kaibyshev // Scripta Materialia. - 2004. - Vol. 51, Iss. 2. - P. 89-93.

48. Chen W.Z. Influence of large cold strain on the microstructural evolution for a magnesium alloy subjected to multi-pass cold drawing / W.Z. Chen [et al.] // Materials Science and Engineering: A. - 2015. - Vol. 623. - P. 92-96.

49. Chen X.M. Fine-grained structure and recrystallization at ambient temperature for pure magnesium subjected to large cold plastic deformation / X.M. Chen [et al.] // Materials Science and Engineering: A. - 2017. - Vol. 708. - P. 351359.

50. Raab G. The innovation potential of ECAP techniques of severe plastic deformation / G. Raab // 6th International Conference on Nanomaterials by Severe Plastic Deformation (NanoSPD6) (Metz, 30 June - 4 July 2014) / IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. - Metz, 2014. - P. 012009.

51. Пат. 2475320 Российская Федерация, МПК B21C 25/02, B21J 13/02. Устройство для одновременного равноканального углового прессования четырех заготовок / А.М. Иванов; заявитель и патентообладатель Институт физико-технических проблем Севера им. В.П. Ларионова СО РАН. - № 2011106083/02; заявл. 17.02.2011 ; опубл. 20.02.2013, Бюл. № 5.

52. Пат. 2003019532 Япония, МПК B21C23/00; B21J1/02; C22F1/00; B21C23/00; B21J1/02; C22F1/00. Method and device for manufacturing metallic material of micro-structure / O. Akira, M. Masakazu; заявитель и патентообладатель Mitsubishi Heavy Ind Ltd. - № 20010201154; 02.07.2001 ; опубл. 21.01.2003.

53. Пат. 2563077, МПК C22F 1/06 B21B 1/40. Способ изготовления фольги из магния / Б.И. Каменецкий, А.Л. Соколов, А.Ю. Волков, О.В. Антонова, И.В. Клюкин; заявитель и патентообладатель Институт физики

металлов им. М.Н.Михеева УрО РАН. - № 2014131410/02; 29.07.2014 ; опубл. 2015.09.20, Бюл. № 26.

54. Fatemi-Varzaneh S.M. Accumulative back extrusion (ABE) processing as a novel bulk deformation method / S.M. Fatemi-Varzaneh, A. Zarei-Hanzaki // Materials Science and Engineering: A. - 2009. - Vol. 504. - 104-106.

55. Tan J.C. Dynamic continuous recrystallization characteristics in two stage deformation of Mg-3Al-1Zn alloy sheet / J.C.Tan, M.J.Tan // Materials Science and Engineering: A. - 2003. - Vol. 339, Iss. 1-2. - P. 124-132.

56. Al-Samman T. Dynamic recrystallization during high temperature deformation of magnesium / T. Al-Samman, G. Gottstein // Materials Science and Engineering: A. - 2008. - Vol. 490, Iss. 1-2. - P. 411-420.

57. Al-Samman Т. Softening and dynamic recrystallization in magnesium single crystals during c-axis compression / T. Al-Samman [et al.] // Acta Materialia. - 2012. - Vol. 60, Iss. 2. - P. 537-545.

58. Galiyev А. Correlation of plastic deformation and dynamic recrystallization in magnesium alloy ZK60 / A. Galiyev, R. Kaibyshev, G. Gottstein // Acta Materialia. - 2001. - Vol. 49, Iss. 7. - P. 1199-1207.

59. Gautam P.S. On the possibility to reduce ECAP deformation temperature in magnesium: Deformation behaviour, dynamic recrystallization and mechanical properties / P.C. Gautam, S. Biswas // Materials Science and Engineering: A. - 2021. - Vol. 812. - P. 141103.

60. Пью, Х.Л. Механические свойства материалов под высоким давлением. Выпуск 2: Применение высоких давлений в технологических процессах / Х.Л. Пью. - Москва : Мир, 1973. - 374 с.

61. Береснев, Б.И. Пластичность и прочность твёрдых тел при высоких давлениях / Б.И. Береснев [и др.]. - Москва : Наука, 1970. - 160 с.

62. Береснев, Б.И. Процесс гидроэкструзии / Б.И. Береснев. - Москва : Наука, 1976. - 200 с.

63. Береснев, Б.И. Высокие давления в современных технологиях обработки материалов / Б.И. Береснев [и др.]. - Москва : Наука, 1988. - 245 с.

64. Могучий, Л.Н. Обработка давлением труднодеформируемых материалов / Л.Н. Могучий. Москва : Машиностроение, 1976. - 272 с.

65. Воронцов А.Л. Осадка малопластичных материалов в оболочках / А.Л. Воронцов // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. - 2007. - № 7. - С. 1-11.

66. Каменецкий Б.И. Влияние условий бокового подпора на пластичность магния при холодной осадке / Б.И. Каменецкий, Ю.Н. Логинов, Н.А. Кругликов // Технология легких сплавов. - 2012. - № 1. - С. 86-92.

67. Воронцов А.Л. Осадка малопластичных материалов без обжатия оболочек / А.Л.Воронцов // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. - 2007. - № 9. - С. 3-7.

68. Khanawapee U. A study of barreling and DEFORM 3D simulation in cold upsetting of bi-material / U. Khanawapee, S. Butdee // Materials Today: Proceedings. - 2020. - Vol. 26, Part 2. - P. 1262-1270.

69. Каменецкий Б.И. Методы и устройства для повышения пластичности хрупких материалов при холодной осадке с боковым подпором / Б.И. Каменецкий, Ю.Н. Логинов, А.Ю. Волков // Заготовительные производства в машиностроении. - 2013. - №9. - С. 15-22.

70. Воронцов А.Л. Осадка малопластичных материалов в поясках / А.Л. Воронцов // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. - 2007. - № 8. - С. 3-8.

71. А.с. 1759512 СССР. МПК В211/04. Способ осадки цилиндрических заготовок из малопластичных материалов / Ю.Н. Логинов (СССР). - № 4896490/27; заявл. 26.12.90 ; опубл. 07.09.92, Бюл. № 33.

72. А.с. 1007803 СССР. МПК В2Ш/00. Способ осадки заготовок / Ю.Н. Логинов, Б.Е. Хайкин (СССР). - № 3242034/25-27; заявл. 02.02.81; опубл. 30.03.83, Бюл. № 12.

73. Каменецкий Б.И. Возможности нового метода повышения пластичности магния при холодной осадке / Б.И. Каменецкий, Ю.Н. Логинов,

Н.А. Кругликов // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. - 2017. - № 1. - С. 56-60.

74. Пат. 20090032151 США, МПК B21C1/00; B21C1/24; B21C29/04; B21C37/06; B21C5/00; B21C9/00; B21K21/02; C22C23/02; C22C23/04; C22F1/00; C22F1/06. Magnesium base alloy pipes and method of manufacturing the same / Y. Oishi, N. Kawabe, H. Takahashi, K. Wakamatsu; заявитель и патентообладатель SUMITOMO (SEI) STEEL WIRE CORP. № 24168508A; заявл. 30.09.2008; опубл. 05.02.2009.

75. Пат. 108262368 Япония, МПК B21C37/06; C22F1/02; C22F1/06. Preparation method of high-performance medical magnesium alloy thin-wall pipes / G. Chunlei, L. Yilin, L. Xiaohui, W. Shuncheng, Z. Kaihong, Z. Nan; заявитель и патентообладатель GUANGDONG INSTITUTE OF MATERIALS AND PROCESSING. № 201810089605A; заявл. 30.01.2018; опубл. 10.07.2018.

76. Furushima T. Deformation and Heat Transfer Analysis for High Speed Dieless Drawing of AZ31 Magnesium Alloy Tubes / T. Furushima, T. Ikeda, K. Manabe // Advanced Materials Research. - 2012. - Vol. 418-420. - P. 1036-1039.

77. Wang L. Forming of magnesium alloy microtubes in the fabrication of biodegradable stents / L. Wang [et al.] // Progress in Natural Science: Materials International. - 2014. - Vol. 24, Iss. 5. - P. 500-506.

78. Li W. Microstructure and properties of biodegradable Mg-Zn-Y-Nd alloy micro-tubes prepared by an improved method / W. Li [et al.] // Journal of Alloys and Compounds. - 2020. - Vol. 835. - P. 155369.

79. Fang G. Multipass cold drawing of magnesium alloy minitubes for biodegradable vascular stents / G. Fang [et al.] // Materials Science and Engineering C. - 2013. - Vol. 33, Iss. 6. - P. 3481-3488.

80. The processing of Mg alloy micro-tubes for biodegradable vascular stents / F. Liu [et al.] // Materials Science and Engineering: C. - 2015. - Vol. 48. -P. 400-407.

81. Physical and Numerical Modelling of Laser Dieless Drawing Process of Tubes from Magnesium Alloy / A. Milenin [et al.] // Procedia Engineering. -2017. - Vol. 207. - P. 2352-2357.

82. Milenin A. Rheology-based approach of design the dieless drawing processes / A. Milenin // Archives of Civil and Mechanical Engineering. - 2018. -Vol. 18, Iss. 4. - P. 1309-1317.

83. Furushima T. Experimental and numerical study on deformation behavior in dieless drawing process of superplastic microtubes / T. Furushima, K. Manabe // Journal of Materials Processing Technology. - 2007. - Vol. 191, Iss. 13. - P. 59-63.

84. Du P. Microstructure and performance of biodegradable magnesium alloy tubes fabricated by local-heating-assisted dieless drawing / P. Du, S. Furusawa, T. Furushima // Journal of Magnesium and Alloys. - 2020. - Vol. 8, Iss. 3. - P. 614623.

85. Chang L.L. Microstructure and mechanical properties in an AZ31 magnesium alloy sheet fabricated by asymmetric hot extrusion / L.L. Chang [et al.] // Materials Science and Engineering A. - 2008. - Vol. 496. - P. 512-516.

86. Pan F. An effective approach called the composite extrusion to improve the mechanical properties of AZ31 magnesium alloy sheets / F. Pan [et al.] // Materials Science and Engineering A. - 2016. - Vol. 655. - 339-345.

87. Mukai T. Ductility enhancement in AZ31 magnesium alloy by controlling its grain structure / T. Mukai [et al.] // Scripta Materialia. - 2001. - Vol. 45. - P. 89-94.

88. Yang Q. Tailoring texture and refining grain of magnesium alloy by differential speed extrusion process / Q. Yang [et al.] // Materials Science and Engineering A. - 2014. - Vol. 612. - P. 187-191.

89. Yang Q. A tilted weak texture processed by an asymmetric extrusion for magnesium alloy sheets / Q. Yang [et al.] // Materials Letters. - 2013. - Vol. 100. - P. 29-31.

90. Biswas S. Room-temperature equal channel angular extrusion of pure magnesium / S. Biswas, S.S. Dhinwal, S. Suwas // Acta Materialia. - 2010. -Vol. 58, Iss. 9. - P. 3247-3261.

91. Naik G.M. Microstructural and Hardness evolution of AZ80 alloy after ECAP and post-ECAP processes / G.M. Naik, G.D. Gote, S. Narendranath // Materials Today: Proceedings. - 2018. - Vol. 5, Iss. 9, Part 3. - P. 17763-17768.

92. Логинов Ю.Н. Угловое прессование текстурируемого магнитотвердого материала / Ю.Н. Логинов, С.П. Буркин, М.А. Уймин // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. - 2001. - № 3. - С. 40-42.

93. Raab G.I. New schemes of ECAP processes for producing nanostructured bulk metallic materials / G.I. Raab [et al.] // AIP Conference Proceedings. - 2007. - Vol. 907. - P. 641-646.

94. Zhilyaev A.P. Influence of ECAP processing parameters on texture and microstructure of commercially pure aluminum / A.P. Zhilyaev [et al.] // Materials Science and Engineering A. - 2006. - Vol. 441(1-2). - P. 245-252.

95. Martynenko N. Effect of equal channel angular pressing on structure, texture, mechanical and in-service properties of a biodegradable magnesium alloy / N. Martynenko [et al.] // Materials Letters. - 2019. - Vol. 238. - P. 218-221.

96. Jahadi R. ECAP effect on the micro-structure and mechanical properties of AM30 magnesium alloy / R. Jahadi, M. Sedighi, H. Jahed // Materials Science and Engineering: A. - 2014. - Vol. 593. - P. 178-184.

97. Логинов Ю.Н. Оценка неравномерности деформаций и давлений при угловом прессовании / Ю.Н. Логинов, С.П. Буркин // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. - 2001. - № 3. - С. 29-34.

98. Каменецкий Б.И. Угловое прессование листовой заготовки магния из круглого слитка / Б.И. Каменецкий, Ю.Н. Логинов // Цветные металлы. -2018. - № 9. - С. 77-81.

99. Логинов Ю.Н. Анализ схемы неравноканального углового выдавливания применительно к получению листового магния в холодном состоянии / Ю.Н. Логинов, А.Ю. Волков, Б.И. Каменецкий // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. - 2019. - № 1. - С. 59-66.

100. Комкова Д.А. Температурная аномалия прочностных свойств в деформированной магниевой фольге / Д.А. Комкова, А.Ю. Волков // Металловедение и термическая обработка металлов. - 2017. - №12 (750). - С. 11-17.

101. Suh В.С. Current issues in magnesium sheet alloys: Where do we go from here? / B.C. Suh [et al.] // Scripta Materialia. - 2014. - Vol. 84-85. - P. 1-6.

102. Пат. 20170281377 США, МПК A61F2/915; A61F2/88; A61F2/92; A61F2/958; A61L31/02; A61L31/14; A61L31/16. Methods for making magnesium biodegradable stents for medical implant applications. V.N. Shanov, P. Roy-chaudhury, M.J. Schulz, Z. Yin, B. Campos-naciff, Y. Wang; заявитель и патентообладатель University of cincinnati. - № 15/496710; заявл. 25.04.2017; опубл. 05.10.2017.

103. Пат. 2440203 Российская Федерация, МПК B21C 25/00. Устройство для многоканального прессования / Ю.Н. Логинов; заявитель и патентообладатель Уральский государственный технический университет -УПИ. - № 2010112339/02; заявл. 30.03.2010; опубл. 20.01.2012, Бюл. № 2.

104. Пат. 2050208 Российская Федерация, МПК B21C 25/02. Матричный узел для многоканального прессования / В.Н. Данилин, С.Ф. Ворошилов, А.Г. Шиврин, В.Н. Щерба, И.Н. Потапов, В.П. Алешин, К.В. Рязанов; заявитель и патентообладатель Красноярское металлургическое производственное объединение, Московский институт стали и сплавов. -4949783/08; заявл. 25.06.1991; опубл. 20.12.1995.

105. Fatemi-Varzaneha S.M. Characterization of ultrafine and nanograined magnesium alloy processed by severe plastic deformation / S.M. Fatemi-Varzaneha, A. Zarei-Hanzaki, H. Paul // Materials Characterization. - 2014. - Vol. 87. - P. 2735.

106. Чудин В.Н. Осесимметричное обратное выдавливание при вязкопластичности / В.Н. Чудин, С.С. Яковлев // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. - 2014. - № 11. - С. 14-17.

107. Лавриненко В.Ю. Исследование процесса обратного выдавливания поковок типа "стакан" с уменьшенной разностенностью / В.Ю. Лавриненко, В.А. Говоров // Известия Волгоградского государственного технического университета. - 2017. - № 9 (204). - С. 26-28.

108. Поксеваткин М.И. Моделирование процесса обратного выдавливания тонкостенных полых изделий с активизацией контактных скольжений металла / М.И. Поксеваткин [и др.] // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. - 2017. - № 12. - С. 3-7.

109. Сосёнушкин Е.Н. Аналитические и физические модели технологии обратного выдавливания / Е.Н. Сосёнушкин, Е.А. Яновская, А.Е. Сосёнушкин // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. - 2019. - № 9. - С. 23-32.

110. Звонов С.Ю. Исследование особенностей изготовления осесимметричных конических деталей с заданной толщиной стенки / С.Ю. Звонов, И.П. Попов // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. - 2013. - Т. 15. - № 6-3. - С. 685-691.

111. Гурьева, И.И. Магниевые сплавы. Ч.2.: Технология производства и свойства отливок и деформированных полуфабрикатов / И.И. Гурьева, М.В. Чухрова. - Моства : Металлургия, 1978. - 296 с.

112. Каменецкий Б.И. Метод создания и расчет противодавления в экспериментах по холодному обратному выдавливанию магния / Б.И. Каменецкий, Д.А. Комкова // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. - 2019. - Т.17. - №3. - С. 31-37.

113. Комкова Д.А. Перспективные технологии получения тонких магниевых изделий для биомедицинских применений / Д.А. Комкова [и др.] // VII Информационная школа молодого ученого (Екатеринбург, 23-27 сентября 2019 г.) / ООО "Издательство УМЦ УПИ". - Екатеринбург, 2019. - С. 469-476.

114. Bourkine, S.P. New industrial technology for producing mill balls in a continuous-casting deformation complex / S.P. Bourkine [et al.] // Journal of Materials Processing Technology. - 1999. - Vol. 92-93. - P. 316-322.

115. Пат. 105908037 Япония, МПК C22C1/02; C22C23/00; C22C23/04; C22F1/06. Magnesium alloy used for manufacturing soluble fracturing ball and preparing method of magnesium alloy / Y. Jun, G. Yan, Y. Junlu, F. Qiguo, J. Zhiming, H. Zhenhua; заявитель и патентообладатель Downhole Technology Operation Company Of Cnpc Chuanqing Drilling Engineering Company Ltd. -№ 201610467486; заявл. 24.06.2016; опубл. 31.08.2016.

116. Капитонов И.М. Применение методов прокатки при производстве машиностроительных деталей / И.М. Капитонов // Тяжелое машиностроение. - 1977. - № 5. - С.28-31.

117. Буркин С.П. Энергосберегающая схема производства шаров совмещенным процессом литья-деформации / С.П. Буркин [и др.] // Сталь. -

2000. - № 9. - С. 35-39.

118. Буркин С.П. Высокопроизводительная технология изготовления магниевых заготовок под закрытую штамповку / С.П. Буркин [и др.] // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. -

2001. - № 1. - С. 11-15.

119. Логинов Ю.Н. Исследование штамповки шаров из цилиндрических заготовок / Ю.Н. Логинов, С.П. Буркин, Н.Ю. Луканихин // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. - 1998. - № 10. -С. 34-37.

120. Пат. 2167020 Российская Федерация, МПК В21К 1/02; В21Н 1/14. Способ производства шаров / С.П. Буркин, Ю.Н. Логинов; заявитель и патентообладатель Уральский государственный технический университет. -№ 99119246/02; заявл. 01.09.1999; опубл. 20.05.2001, Бюл. № 14.

121. Пат. 204371293 Япония, МПК E21B43/267. Self-dissolution fracturing ball for oil and gas well fracturing technology / X. Junjie, Z. Weigang, X.

Tianyu, X. Tianyue, Y. Shouquan, H. Chuanbing, L. Rongli. Заявитель X. Junjie. -№ 201420813510U; заявл. 18.12.2014; опубл. 03.0б.2015.

122. Пат. 208934б77 Япония, МПХ E21B43/26. Soluble pressure building ball / L. Duorong, L. Lin, P. Baofeng, Y. Bing, Y. Dongmei, W. Wenyao, T. Jia, L. Zhixin; заявитель и патентообладатель CHINA PETROLEUM & CHEM CORP; SINOPEC SOUTHWEST OIL & GAS CO. - № 201821641602U; заявл. 10.10.2018; опубл. 04.06.2019.

123. Ершов А.А. Изучение с помощью программы PAM-STAMP влияния состояния поставки материала на формуемость при штамповке / А.А. Ершов, Ю.Н. Логинов // Металлург. - 2014. - № 3. - С. 38-41.

124. Белов, М.И. Эффективность использования математического моделирования при исследовании, оптимизации и проектировании технологических процессов ОМД. Пластическая деформация сталей и сплавов / М.И. Белов. - Москва : Московский государственный институт стали и сплавов, 1996. - 245 с.

125. Рыбин, Ю.И. Математическое моделирование и проектирование технологических процессов обработки металлов давлением / Ю.И. Рыбин, А.И. Рудской, А.М. Золотов. - Санкт-Петербург : Наука, 2004. - 642 с.

126. Фомичев А.Ф. ^мпьютерное исследование технологических параметров при штамповке / А.Ф. Фомичев, Э.Е. Юргенсон, С.Ю. Панин // ^з^чно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. -2010. - № 8. - С. 38-42.

127. Галкин В.В. Математическое моделирование процесса изготовления изделия типа «Стакан» методом глубокой горячей вытяжки на основе применения программного комплекса Deform / В.В. Галкин [и др.] // Фундаментальные исследования. - 2013. - №1. - С. 371-374.

128. Kothari K. D. Investigation and parametric analysis of steel perforated sheet metal (PSM) for optimum forming process / K. D. Kothari, R.L. Jhala //

International Journal of Engineering Research in Africa. - 2016. - Vol. 21. - P. 118123.

129. Design Environment for forming [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.DEFORM.com/.

130. Галлагер, Р. Метод конечных элементов. Основы: Пер с англ. / Р. Галлагер. - Москва : Мир, 1984. - 428 с.

131. Зенкевич, О. Метод конечных элементов в технике. Пер с англ. / О. Зенкевич. - Москва : Мир, 1975. - 318 с.

132. SIMULIA Abaqus. Решение прикладных задач [Электронный ресурс] / А.Д. Лавриненков, И.Д. Якимов, Е.В. Левадный, А.Б. Бойко, А.В. Остапов, Н.В. Зигинов // Москва: ТЕСИС, 2015. - 121 с. - Режим доступа: https://tesis.com.ru/infocenter/downloads/abaqus/abaqus_appltask.pdf.

133. Замараева Ю.В. Определение пластических свойств магниевого сплава МА2-1 на основе закручивания цилиндрического образца / Ю.В. Замараева, Ю.Н. Логинов, М.В. Ерпалов // Международная конференция «Физика и технологии перспективных материалов-2021» (Уфа, 5-8 окт. 2021 г.) / Башкирский государственный университет. - Уфа, 2021. - С. 126.

134. Комкова Д.А. Структура и текстура магния после низкотемпературной мегапластической деформации / Д.А. Комкова, А.Ю. Волков // Вектор науки ТГУ. - 2017. - № 3(41). - С. 70-75.

135. Логинов Ю.Н. Численное моделирование влияния оболочки на процесс осадки цилиндрической заготовки / Ю.Н. Логинов, Ю.В. Замараева // Международная научно-практическая конференция "Современные инновации в области науки, технологий и интеграции знаний" (Рудный, 17-18 октября 2019 г.) / Рудненский индустриальный институт. - Рудный, 2019. - С. 374-381.

136. Замараева Ю.В. Влияние толщины оболочки на результаты осесимметричной осадки магния в холодном состоянии / Ю.В. Замараева, Ю.Н. Логинов // IV Международная молодежная научно-практическая конференция «Magnitogorsk rolling practice 2019» (Магнитогорск, 4-7 июня

2019 г.) / Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова. - Магнитогорск, 2019. - С. 62-64.

137. Замараева Ю.В. Численное моделирование осесимметричной осадки в оболочке магния в холодном состоянии / Ю.В. Замараева // IV международная школа для молодежи «Материаловедение и металлофизика легких сплавов» (Екатеринбург, 18-20 июня 2019 г.) / Издательство Уральского университета. - Екатеринбург, 2019. - С. 123-126.

138. Композиционная заготовка для кузнечной осадки: пат. 2738630 Рос. Федерация : МПК B21J 1/04 / Логинов Ю.Н., Замараева Ю.В. ; патентообладатель ФГАОУ ВО "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина". - № 2019135099; заявл. 01.11.2019 ; опубл. 15.12.2020, Бюл. № 35.

139. Логинов Ю.Н. Сохранение формы границы раздела при кузнечной осадке биметаллической заготовки / Ю.Н. Логинов, Ю.В. Замараева // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Металлургия. -2020. - Т. 20. - № 1. - С. 54-59.

140. Malcher L. An improved damage evolution law based on continuum damage mechanics and its dependence on both stress triaxiality and the third invariant / L. Malcher, E.N. Mamiya // International Journal of Plasticity. - 2014. -Vol. 56. - P. 232-261.

141. Yoon J.W. Asymmetric yield function based on the stress invariants for pressure sensitive metals / J.W. Yoon [et al.] // International Journal of Plasticity. -2014. - Vol. 56. - P. 184-202.

142. Driemeier L. Experiments on stress-triaxiality dependence of material behavior of aluminum alloys / L. Driemeier [et al.] // Mechanics of Materials. -2010. - Vol. 42, Iss. 2. - P. 207-217.

143. Xiao X. Effect of the lode parameter in predicting shear cracking of 2024-t351 aluminum alloy Taylor rods / X. Xiao [et al.] // International Journal of Impact Engineering. - 2018. - Vol. 120. - P. 185-201.

144. Mirone G. A local viewpoint for evaluating the influence of stress triaxiality and lode angle on ductile failure and hardening / G. Mirone, D. Corallo // International Journal of Plasticity. - 2010. - Vol. 26, Iss. 3. - P. 348-371.

145. Колмогоров, В.Л. Механика обработки металлов давлением / В.Л. Колмлгоров. - Екатеринбург : Изд-во Урал. гос. техн. ун-та, 2001. - 834 с.

146. Narayanasamy R. Phenomenon of barrelling in aluminium solid cylinders during cold upset-forming / R. Narayanasamy, K.S. Pandey // Journal of Materials Processing Technology. - 1997. - Vol. 70, Iss. 1-3. - P. 17-21.

147. Ganjiani M. A damage model for predicting ductile fracture with considering the dependency on stress triaxiality and Lode angle / M. Ganjiani // European Journal of Mechanics - A/Solids. - 2020. - Vol. 84. - P. 104048.

148. Smirnov S.V. A set of tests for studying the effect of the stress state on ultimate metal plasticity at high temperature / S.V. Smirnov, D.I. Vichuzhanin, A.V. Nesterenko // PNRPU Mechanics Bulletin. - 2015. - Vol. 3. - P. 146-164.

149. Loginov Yu.N. Invariant stress state parameters for forging upsetting of magnesium in the shell / Yu.N. Loginov, Yu.V. Zamaraeva // Metal Working and Material Science. - 2021. - Vol. 23. - no. 1. - P. 79-88.

150. Логинов Ю.Н. Межслойное взаимодействие при осадке биметаллической заготовки / Ю.Н. Логинов, Б.И. Каменецкий, Ю.В. Замараева // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. -2019. - № 7. - С. 41-45.

151. Loginov Y.N. Upsetting of cylinder magnesium blanks in copper casing without compression / Y.N. Loginov, Y.V. Zamaraeva, B.I. Kamenetskiy // Tsvetnye Metally. - 2020. - Vol. 4. - P. 77-82.

152. Харитонов, Л.Г. Определение микротвёрдости. / Л.Г. Харитонов. -Москва : Металлургия, 1967. - 47 с.

153. Комкова Д.А. Теоретическая оценка и экспериментальное определение температуры деформационного разогрева магния в процессе поперечного выдавливания / Д.А. Комкова [и др.] // Ультрамелкозернистые и

наноструктурные материалы (Уфа, 5-9 сент. 2020 г.) / Башкирский государственный университет. - Уфа, 2020. - С. 238-240.

154. Komkova D.A. Theoretical estimation, simulation and experimental evaluation of deformation-induced heating of magnesium during lateral extrusion / D.A. Komkova [et al.] // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering.

- 2020. - Vol. 1008. - P. 12028-12032.

155. Логинов Ю.Н. Моделирование углового прессования полосы в 3D постановке / Ю.Н. Логинов, Ю.В. Замараева, Б.И. Каменецкий // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. - 2019. - № 9.

- С. 33-37.

156. Loginov Y.N. Strains under angular pressing of a strip from a cylindrical billet / Y.N. Loginov, Y.V. Zamaraeva, D.A. Komkova // Defect and Diffusion Forum. - 2021. - Vol. 410. - P. 80-84.

157. Логинов Ю.Н. Деформации при угловом прессовании полосы из цилиндрической заготовки / Ю.Н. Логинов, Ю.В. Замараева, Д.А. Комкова // VII всероссийская научно-техническая конференция «Пром-инжиниринг» (Сочи, 17-21 мая 2021 г.) / Издательский центр ЮУрГУ. - Челябинск, 2021. -С. 141-144.

158. Gurson A. L. Continuum theory of ductile rupture by void nucleation and growth: Part I — Yield criteria and flow rules for porous ductile materials / A.L. Gurson // Journal of engineering materials and technology. - 1977. - Vol. 99. - P. 2-15.

159. Кругликов Н.А. Микроструктура и механические свойства литого магния / Н.А. Кругликов [и др.] // Литейщик России. - 2013. - № 8. - С. 17-21.

160. Смирягин, В.П. Промышленные цветные металлы и сплавы / В.П. Смирягин. - Москва : Металлургиздат, 1956. - 560 с.

161. Логинов Ю.Н. Изучение упрочнения и разупрочнения магния с учетом анизотропии свойств / Ю.Н. Логинов, С.П. Буркин, В.В. Сапунжи // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. - 1999. - № 6. -С. 42-46.

162. Zamaraeva Y. Ways to expand the use of magnesium / Y Zamaraeva, Yu. Loginov // V Международная молодежная научно-техническая конференция «Magnitogorsk rolling practice 2020» (Магнитогорск, 24-27 нояб. 2020 г.) / Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова. - Магнитогорск, 2020. - С. 121-122.

163. Замараева Ю.В. Обжатие магниевого шара гидростатическим давлением / Ю.В. Замараева // XX международная научно-техническая Уральская школа-семинар металловедов-молодых ученых (Екатеринбург, 3-7 февр. 2020 г.) / Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина. - Екатеринбург, 2020. - С. 17-20.

164. Логинов Ю.Н. Гидростатическое нагружение сферы из магниевого сплава, расположенной на кольцевой опоре / Ю.Н. Логинов, Ю.В. Замараева // Технология легких сплавов. - 2019. - № 4. - С. 77-82.

165. Логинов Ю.Н. Напряженно-деформированное состояние сферического клапана в буровой скважине / Ю.Н. Логинов, Ю.В. Замараева // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. - 2021. - № 2(122). - С. 43-47.

166. Пат. 2580257 Российская Федерация, МПК B21D22/00. Способ получения изделий типа стакан из немерных концов труб / Ю.Н. Логинов, Л.А. Мальцева, Е.А. Батуева; заявитель и патентообладатель ФГАОУ ВПО "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина". - № 2014117460/02; заявл. 29.04.2014; опубл. 10.04.2016, Бюл. № 10.

167. Пат. 2162025 Российская Федерация, МПК B21H1/14. Главная линия стана для прокатки шаров / А.А. Ковтушенко, А.Ф. Копылов, С.А. Лагутин, И.К. Тартаковский; заявитель и патентообладатель ОАО "Электростальский завод тяжелого машиностроения". - 98109699/02; заявл. 19.05.1998; опубл. 20.01.2001.

168. Пат. 2465978 Российская Федерация, МПК B21K1/02. Способ производства стальных мелющих шаров и штамп для безоблойной штамповки стальных мелющих шаров / В.Н. Черкайкин, Р.Г. Саттаров, А.Л. Вяткин, Р.Н.

Алеев; заявитель и патентообладатель ОАО "ПРОМКО". - 2011130452/02; заявл. 22.07.2011; опубл. 10.11.2012, Бюл. № 31.

169. Логинов Ю.Н. Деформации и структура металла при холодной стыковой сварке медных заготовок / Ю.Н. Логинов [и др.] // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. - 2012. - № 1. - С. 37-44.

170. Кругликов Н.А. Получение тонкой ленты из магния при комбинации процессов холодной деформации / Н.А. Кругликов [и др.] // В сборнике: XI международный конгресс прокатчиков. Материалы конгресса. -2017. - С. 338-342.

171. Логинов Ю.Н. Обратное выдавливание цилиндра с применением противодавления / Ю.Н. Логинов, Ю.В. Замараева // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. - 2020. - № 12. - С. 30-35.

172. Замараева Ю.В. Численное моделирование процесса формования стакана из магния с противодавлением / Ю.В. Замараева, Ю.Н. Логинов // XLVП Международная молодежная научная конференция «Гагаринские чтения» (Москва, 20-23 апр. 2021 г.) / Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН. - Москва, 2021. - С. 64-66.

173. Замараева Ю.В. Холодное выдавливание тонкостенного стакана из малопластичного материала / Ю.В. Замараева, Ю.Н. Логинов // V международная школа для молодежи «Материаловедение и металлофизика легких сплавов» (Екатеринбург, 14-16 июня 2021 г.) / Издательство Уральского университета. - Екатеринбург, 2021. - С. 49-51.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Акт о внедрении результатов диссертационной работ

МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное учреждение науки ИНСТИТУТ ФИЗИКИ МЕТАЛЛОВ

имени М.Н. Михеев а Уральского отделения Российской академии наук

Юр. адрес: ул. С. Ковалевской, д. 18, Екагершбург, 620137 11очг. ашзес: ул. С. Ковалевской, д. 18, Екаггсриноург, 620108 тел. [phone], факс [phone] E-mail: [e-mail] http://www.imp.uran.ru ОКПО 02699915 ОГРН 1026604945245 ИНН/КПП 6660008381/667001001

АКТ ВНЕДРЕНИЯ результатов диссертационной работы ЗАМАРАЕВОЙ Юлии Валентиновны «Анализ приемов обработки, повышающих уровень сжимающих напряжений в процессах холодной осадки и прессования магния»

Аспирантка УрФУ Замараева Ю.В. принимала участие в совместных научно-исследовательских работах, проводимых лабораторией прочности ИФМ УрО РАН, а также лабораторией конструкционных и функциональных материалов (Научно-исследовательский комплекс совместных лабораторий УрФУ - ИФМ УрО РАН) по созданию компьютерных моделей процессов холодной деформации магния с использованием метода конечных элементов и проведению моделирования в соответствующих программных комплексах. В задачу исследования Замараевой Ю.В. входило проведение анализа напряженно-деформированного состояния заготовок и получение закономерностей их формоизменения в различных условиях деформации, сравнение полученных модельных результатов с данными реальных экспериментов. Проведенные исследования позволили разработать новые способы холодной обработки магния, на которые оформлены заявки на патенты Российской Федерации.

Результаты, полученные Замараевой Ю.В., были использованы в лаборатории прочности ИФМ УрО РАН для оптимизации параметров интенсивной деформации магниевых заготовок методом поперечного выдавливания: ею определены оптимальные параметры формы матрицы; теоретически выявлена зона наибольшего нагрева заготовки в ходе деформационного течения; вычислена скорость течения материала и проведен модельный анализ распределения температуры по ширине полосы.

(ИФМ УрО РАН)

09.02. 20Л2 № -/63 У/ - Ol'J-/7///-o.

Директор института академик РАН

Н.В. Мушников